棒线材加热炉上料台架结构分析及应用

苏新

【摘 要】分析了几种常用上料台架的结构形式及使用情况，总结了永钢三棒材上料台架的设计特点，并为上料台架的设计提供了一定的设计依据。

【关键词】棒线材；上料台架；步进式

1.引言

上料台架是棒线材生产线加热炉前的重要设备，其作用有二：一是存放钢坯；二是把钢坯一根根送到入炉辊道上，以便运送到炉内加热。目前国内轧钢车间加热炉常用的上料台架有以下几种：机械传动步进式上料台架，链传动拨爪式上料台架，液压传动移动小车式上料台架。由于上料台架是轧钢车间的重要设备，所以要求该设备具备运行可靠，对钢坯磨损小，维护周期长，检修方便等特点。

2.几种上料台架结构比较

2.1机械传动步进式上料台架：

磁盘吊将钢坯吊至上料台架后，钢坯通过步进动作移动到上料台架上距离辊道最近的位置，落在辊道上。这种上料台加的优点是：运行可靠，对钢坯表面磨损小，由于是机械传动，维护周期长，检修量也相对小。缺点是：钢坏从上料台架落到辊道表面上时，对辊道形成一定冲击，噪音大。设备本身重量大，成本相对高些。

2.2链传动拨爪式上料台架：

该形式上料台架从结构上看采用链式输送结构，通过电力驱动（配有电机，减速机，制动器），拖动钢坯在固定台面上运动。在运动过程中钢坯表面磨损较大，对热装的钢坯尤其不利。此外，钢坯在上料台架末端靠近辊道位置无法准确定位。

2.3液压驱动移动小车式上料台架：

该形式上料台架结构上分成两部分：上料台架和移动小车，上料台架由两根动梁和两根静梁组成。动梁通过升降行走两个动作把钢坯移动到入炉辊道的近处，再由移动小车将钢坯托起后平移放到入炉辊道上。动梁及移动小车的升降和平移都是由液压缸驱动。这种上料台架液压缸较多，液压油管接点及润滑点多，维护工作量大。而液压驱动移钢小车式上料台架，由于液压系统要求驱动设备负载均匀，所以对两个移钢小车的同步要求非常高，然而现场由于钢坯的吊装误差及钢坯自身的缺陷，是很难保证两小车同步的。这样就导致钢坯“跑偏”，不能准确落到辊道上工艺要求的位置。

对几种形式上料台架认真比较，最终决定在永钢三棒材生产线采用机械传动步进式上料台架。

3.永钢三棒材上料台架的设计特点

永钢三棒材生产线设计年产量130万吨，工艺要求上料台架上能存放标准坯（150×150×12000）40根，采用磁盘吊吊装钢坯到上料台架上。轧制钢坯规格为150×150—180×180×12000，150×150—180×180×6000，设计要求钢坯在上料台架上做步进运动，尽量减小台架对钢坯表面的磨损，且要求不能有两根钢坯同时落在辊道上。

设备的设计，首先要考虑满足工艺要求，动作灵活，准确，使用可靠，检修维护方便，其次还要考虑用户投入的成本。综合上述，永钢三棒材上料台架的设计具有以下特点：

（1）与其他形式上料台架相比，设备结构简单，台面尺寸较小。且台面上可全部布满钢坯，不必留间隙。而拨爪式上料台架必须考虑拨爪的活动位置，坯料组之间也要有间隙，以至于不倒翁式拨爪不会被挡在钢坯下面起不来。这样在存放同样数量钢坯的前提下，机械传动步进式上料台架有效的节省了空间。见图1。

图1

（2）这种上料台架通过电力（电机，减速机，制动器）驱动偏心轴，步进梁固定在偏心轴上面，偏心轴的偏心量为66，偏心轴转动的同时带动步进梁升降和前进后退。步进梁上升时将固定梁上的钢坯托起，并以一定的步距向前运送钢坯，钢坯在固定梁和步进梁上均无滑动摩擦，而是“轻拿轻放”。钢坯表面质量得到了保证。

（3） 该步进式上料台架设计时步进梁的托坯面采用了V型槽，步进梁在运动过程中逐步托起钢坯，在主轴力臂最大时托起的钢坯较少。托起全部钢坯时，其力臂只有不带V型槽的约0.5倍。大大降低了电机的功率，降低了生产成本。同时，根据工艺要求的节奏，该上料台架的减速机速比确定为71，台架的运行速度较其他形式上料台架低，钢坯运行更加平稳。见图2。

图2

（4）由于钢坯是由磁盘吊吊装，加之钢坯自身的缺陷，钢坯不可能完全垂直于上料台架的梁，这样会导致钢坯在向前运动过程中会“跑偏”。为此在固定梁末端设置气缸驱动的止挡钩，止挡钩的设置，一方面纠正了钢坯在上料台架上的“跑偏”现象，另一方面有效地保证了只有一根钢坯工落在辊道的受料位置。

（5）该形式上料台架的几组动梁是由同一传动装置驱动，不存在不同步问题。尽管钢坯由于吊装或本身的缺陷会产生位置偏差，但是不影响钢坯的运行和落到辊道上预期的受料位置。

4.结论

永钢三棒材130万吨棒材生产车间步进式上料台架自2006年12月投入生产使用以来，运行非常稳定，上料区域的噪音得到有效控制，设备的维护周期加长，同时检修量也减小，间接降低了设备使用成本，获得了用户的肯定和赞誉。

5.改进

用户在使用过程中反映，由于静梁末端的斜面比辊道面高出一些，所以钢坯在下落到辊道上时对辊道冲击较大。预计在以后的同类设备的设计中，把固定梁的末端改成圆弧面，一直延伸到辊道中心线，这样钢坯就沿弧面滑向辊道，可有效减小钢坯下落对辊道的冲击。

参考文献：

[1] 成大先等著.机械设计手册（第四版） 化学工业出版社，2002.

[2] 濮良贵著.机械设计（第七版）. 高等教育出版社，2001.

[3]熊及滋.压力加工设备[M].北京：冶金工业出版社.1995.